CN116161802A - 水处理装置和水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水处理装置和水处理系统，水处理装置包括：信号发生器、励磁线圈、导电结构，信号发生器与励磁线圈电连接，励磁线圈与导电结构电连接；其中，信号发生器输出交变的目标信号至励磁线圈，在励磁线圈产生电磁信号，电磁信号接入导电结构，导电结构作用于需要防垢除垢的水传输部件，以使水传输部件内部感生电磁场进而电磁防垢除垢。该水处理装置可产生直接作用于水传输部件内部介质的高频高压电势，解决水传输部件对磁场带来的屏蔽能量损失，提高阻垢除垢效果。

Description

水处理装置和水处理系统

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种水处理装置和一种水处理系统。

背景技术

在工业及民用设施中，用水作为介质的热力管道一般都存在结生水垢的问题，而水垢会影响热力站热交换系统的换热效率，甚至会影响设备的正常工作。为了解决水垢问题，相关技术中采用物理方法，如电磁法防垢除垢，包括绕线电磁法和能量耦合环的电磁法。

然而，绕线电磁法作用范围较小，且形成的磁场较强电场较弱，对于铁质类管道来说，磁场大部分被管道屏蔽掉了，只有很弱的电场到达管道内部，其真正能到达管道内部的磁场能量很小，造成大量的磁场能量损失。能量耦合环的电磁法，其能量耦合环的成本过高，且能量耦合环产生的磁场也是被铁质类管道屏蔽，经济效益低下，且除垢防垢效率低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种水处理装置和水处理系统，以产生直接作用于水传输部件内部介质的高频高压电势，解决水传输部件对磁场带来的屏蔽能量损失，提高阻垢除垢效果。

第一方面，本发明提出了一种水处理装置，所述装置包括：信号发生器、励磁线圈、导电结构，所述信号发生器与所述励磁线圈电连接，所述励磁线圈与所述导电结构电连接；其中，所述信号发生器输出交变的目标信号至所述励磁线圈，在所述励磁线圈产生电磁信号，所述电磁信号接入所述导电结构，所述导电结构作用于需要防垢除垢的水传输部件，以使所述水传输部件内部感生电磁场进而电磁防垢除垢。

另外，本发明上述实施例的水处理装置还具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述导电结构直接置于水传输部件内，且与所述水传输部件绝缘；所述励磁线圈至少具有三个接线端，分别记为第一端、第二端和第三端，所述信号发生器与所述励磁线圈的第一端和第三端电连接，所述励磁线圈的第二端与所述导电结构电连接。

根据本发明的一个实施例，所述装置还包括支架组件，所述支架组件置于所述水传输部件内，并与所述导电结构机械连接，以将所述导电结构架设在所述水传输部件内。

根据本发明的一个实施例，所述支架组件包括支架和内衬绝缘层，所述支架包括相对设置的第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部与所述第二支撑部之间形成架设区，所述内衬绝缘层沿所述水传输部件的液体传输方向设置，并包裹在所述第一支撑部和所述第二支撑部上，其中，所述导电结构置于所述架设区，并分别与所述第一支撑部和所述第二支撑部机械连接。

根据本发明的一个实施例，所述第一支撑部和所述第二支撑部的结构相同，所述第一支撑部包括多个杆件，多个所述杆件的一端汇集成一点，记为汇集点，多个所述杆件关于所述汇集点呈中心对称分布，其中，所述导电结构机械连接在所述第一支撑部和所述第二支撑部的汇集点之间。

根据本发明的一个实施例，所述导电结构包括电极棒，所述电极棒的一端与所述第一支撑部机械连接，所述电极棒的另一端与所述第二支撑部机械连接。

根据本发明的一个实施例，所述励磁线圈包括一个线圈，记为第一线圈，所述第一线圈的两端分别为所述第一端和所述第二端，所述第一端和所述第二端之间引出有所述第三端。

根据本发明的一个实施例，所述励磁线圈包括两个线圈，分别记为第二线圈和第三线圈，所述第二线圈的两端分别为所述第一端和所述第三端，所述第三线圈的一端为所述第二端，所述第三线圈的另一端记为第四端；其中，所述第四端接地，或者，所述导电结构的数量为两个，所述第二端和所述第四端分别对应电连接一个所述导电结构。

根据本发明的一个实施例，所述导电结构的数量为多个，多个所述导电结构均与所述励磁线圈的第二端电连接。

根据本发明的一个实施例，所述导电结构、所述励磁线圈和所述信号发生器的数量均为多个，且所述励磁线圈和所述信号发生器一一对应，每个所述信号发生器与对应励磁线圈的第一端和第三端电连接，每个所述励磁线圈的第二端与一个或多个所述导电结构电连接。

第二方面，本发明提出了一种水处理系统，所述系统包括水传输部件和上述实施例的水处理装置。

本发明实施例的水处理装置和水处理系统，通过信号发生器输出交变的目标信号至励磁线圈，在励磁线圈产生电磁信号，电磁信号接入置于水传输部件内的导电结构，以在水传输部件内部感生电磁场。由此，可产生直接作用于水传输部件内部介质的高频高压电势，解决水传输部件对磁场带来的屏蔽能量损失，提高阻垢除垢效果。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明实施例的水处理装置的结构示意图；

图2(a)是本发明一个实施例的励磁线圈的结构示意图；

图2(b)是本发明另一个实施例的励磁线圈的结构示意图；

图3是本发明一个实施例的水传输部件及其中结构的线条图；

图4是本发明一个实施例的水传输部件及其中结构的渲染图；

图5是本发明实施例的水处理系统的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的水处理装置和水处理系统。

如图1所示，水处理装置100包括：信号发生器101、励磁线圈104、导电结构106，信号发生器101与励磁线圈104电连接，励磁线圈104与导电结构电106连接。

在该实施例中，信号发生器101输出交变的目标信号至励磁线圈104，在励磁线圈104产生电磁信号，电磁信号接入导电结构106，导电结构106作用于需要防垢除垢的水传输部件107，以使水传输部件107内部感生电磁场进而电磁防垢除垢。

该水处理装置100可产生直接作用于水传输部件内部介质的高频高压电势，进而解决水传输部件对磁场带来的屏蔽能量损失，提高阻垢除垢效果。

在一些实施例中，参见图1，导电结构106直接置于水传输部件107(如管道)内，且与水传输部件107绝缘，励磁线圈104至少具有三个接线端，分别记为第一端1、第二端2和第三端3，信号发生器101与励磁线圈104的第一端1和第三端3电连接(如可通过双导线103电连接)，励磁线圈104的第二端2与导电结构106电连接(如可通过单导线105电连接)。

其中，水传输部件107可以是金属类管道，也可以是非金属类管道，亦或是其他可包裹水流动的部件。参见图1，信号发生器101上设有电源接口102，电源接口102用以连接外部电源，以给信号发生器101供电。

在该实施例中，信号发生器101输出交变的目标信号(如方波信号、正余弦波信号等)至励磁线圈104，在励磁线圈104产生电磁信号，电磁信号接入导电结构106，导电结构106基于电磁感应原理，可在水传输部件107内部感生电磁场。

具体地，该水处理装置100，通过信号发生器101产生的目标信号接入励磁线圈104，产生高频高压电磁场，该电磁场通过单导线105引出并通过单导线105直接引入水传输部件107内部的导电结构106，使导电结构106产生很强的电磁场信号，直接作用于水传输部件107内部介质，用于水处理。相关技术中的电磁除垢仪在管道外侧使用能量耦合环或绕线的方式，作用距离短，对流动的介质处理的时间短，使用效果不佳。并且对于金属类管道来说，相关技术中在管道外侧采用能量耦合环或绕线方案，其产生的磁场几乎都被金属类管道所屏蔽，造成大量的能量损失，到达管道内部的电磁场很弱，阻垢除垢的效果很差，经济效益低。而本发明通过励磁线圈104和导电结构106的设置，可解决对流动的介质处理时间短的问题；当水传输部件107为金属类管道时，可解决金属类管道对磁场的屏蔽问题，提高管道内部的电磁场强度，解决相关技术中的磁场能量浪费问题，提高除垢阻垢效果，提高经济效益。

在一些实施例中，励磁线圈104的结构可如图2(a)所示，励磁线圈104包括一个线圈，记为第一线圈1041，第一线圈1041的两端分别为第一端1和第二端2，第一端1和第二端2之间引出有第三端3。其中，第一端1与第三端3之间的线圈匝数N1、第二端2与第三端3之间的线圈匝数N2的取值范围均为大于0，具体数据可通过实验确定，以保证产生强度较大的交变电磁场。

具体地，第一端1与第三端3之间的绕线记为闭合线圈，第二端2与第三端3之间的绕线记为非闭合线圈，第一端1与第三端3连接信号发生器101，第二端2通过单导线105连接导电结构106的一端。信号发生器101产生的正弦波信号或方波信号接入励磁线圈104，励磁线圈104产生的电磁信号由单导线105接入置于水传输部件107内的导电结构106，该导电结构106产生很强的电磁场信号，可直接作用于水传输部件107内部介质。

在另一些实施例中，如图2(b)所示，励磁线圈104包括两个线圈，分别记为第二线圈1042和第三线圈1043，第二线圈1042的两端分别为第一端1和第三端3，第三线圈1043的一端为第二端2，第三线圈1043的另一端记为第四端4。

在该实施例中，第四端4可以接地；也可以电连接一个导电结构106，此时，导电结构106的数量为两个，第二端2和第四端4分别对应电连接一个导电结构106，其中，两导电结构106之间具有一定间距。

在一些实施例中，信号发生器101包括方波电路，方波电路用于产生方波信号作为目标信号。

在另一些实施例中，信号发生器101不仅包括方波电路，还包括波形转换电路，波形转换电路用于将方波信号转换为正弦波信号作为目标信号，波形转换电路包括电容，以与励磁线圈104组成LC振荡电路。

在一些实施例中，励磁线圈104为可调压励磁线圈，可根据实际需要如水传输部件107的管径大小调节励磁线圈104的输出能量。

以水传输部件107为管道为例，励磁线圈104的输出能量与管道的管径正相关。即管道的管径大所需要的励磁线圈104的输出能量大，管道的管径小所需要的励磁线圈104的输出能量小。需要说明的是，管道若接地，则所需要的励磁线圈104的输出能量也大，管道不接地时，所需要的励磁线圈104的输出能量小。

在一些实施例中，励磁线圈104的电感参数和/或方波信号的频率根据励磁电感104的输出能量确定。

以水传输部件107为管道为例，该水处理装置100利用电磁感应的原理，通过信号发生器101输出方波信号或正弦波信号，接入励磁线圈104。实际使用时，在方波频率固定的情况下，可根据水传输部件107实际管径的大小，调整励磁线圈104的电感参数，使其谐振频率接近方波频率。

以上述信号发生器101包括方波电路和波形转换电路为例，方波电路输出的方波的频率，等于LC振荡电路的谐振频率时，LC振荡电路的等效内阻最小，功率最大，输出的能量为最强。基于此，可根据方波频率调整励磁线圈104的电感参数，即LC振荡电路的L值；并且，励磁电感104的输出能量可确定方波频率。需要说明的是，该理论也适用上述信号发生器101包括方波电路，并输出方波信号至励磁线圈104的示例。

在一些实施例中，如图1所示，水处理装置100还包括支架组件10，支架组件10置于水传输部件107内，并与导电结构106机械连接，以将导电结构106架设在水传输部件107内。

在一些实施例中，参见图1，支架组件10包括支架108和内衬绝缘层109，支架108包括相对设置的第一支撑部1081和第二支撑部1082(如图3所示)，第一支撑部1081与第二支撑部1082之间形成架设区，内衬绝缘层109沿水传输部件107的液体传输方向设置，并包裹在第一支撑部1081和第二支撑部1082上。

其中，导电结构107置于架设区，并分别与第一支撑部1081和第二支撑部1082机械连接。可选地，导电结构107与第一支撑部1081和第二支撑部1082之间可以是固定连接，也可以是可拆卸连接。

在一些实施例中，第一支撑部1081和第二支撑部1082的结构相同，第一支撑部1081包括多个杆件，多个杆件的一端汇集成一点，记为汇集点，多个杆件关于汇集点呈中心对称分布。

其中，导电结构106机械连接在第一支撑部1081和第二支撑部1082的汇集点之间。由此，可使导电结构106产生的电磁场信号，可均匀作用于水传输部件107内部介质，以保证水处理效果的均衡性。

需要说明的是，为保证待处理水在水传输部件107中的流量，连杆的数量不能太多，以保证截面积应较小。作为一个示例，参见图1，第一支撑部1081包括的杆件数量可以是三个，三个杆件的长度相等，并呈中心对称分布且交对称中心点。

在一些实施例中，如图3、图4所示，导电结构106可包括电极棒1061，其长度方向为水流通方向。可根据实际需要调整电极棒1061的长度，来提高对流动介质的电磁作用时间，提高水处理的防垢阻垢效果。

在该实施例中，参见图3、图4，水传输部件107外侧可留有接口20，励磁线圈104可通过单导线105穿过接口20，与电极棒1061连接。电极棒1061的一端与第一支撑部1081机械连接，电极棒1061的另一端与第二支撑部1082机械连接。

在一些实施例中，导电结构106的数量为多个，多个导电结构106与励磁线圈104的第二端2电连接。

具体地，多个导电结构106均可置于同一个水传输部件107内，相邻两导电结构106之间的距离的可不限，如间距为1厘米、10厘米等均可。当励磁线圈104采用图2(a)所示的结构时，励磁线圈104的第二端2可分别通过多个单导线105连接多个导电结构106；当励磁线圈104采用图2(b)所示的结构时，励磁线圈104的第二端2可分别通过多个单导线105连接多个导电结构106的一端，励磁线圈104的第四端4接地。

在一些实施方式中，当励磁线圈104采用图2(b)所示的结构时，励磁线圈104的第二端2可通过K1个单导线105一一对应连接K1个导电结构106的一端，励磁线圈104的第四端4可通过K2个单导线105一一对应连接K2个导电结构106的一端。其中，K1、K2均为正整数。

在另一些实施例中，导电结构106、励磁线圈104和信号发生器101的数量均为多个，且励磁线圈104和信号发生器101一一对应，每个信号发生器101与对应励磁线圈104的第一端1和第三端3电连接，每个励磁线圈104的第二端2与一个或多个导电结构106电连接。

具体地，多个导电结构106均可置于同一个水传输部件107的外壁上，相邻两导电结构106之间的距离的可不限，如间距为1厘米、10厘米等均可。在该实施例中，可将一个励磁线圈104、一个信号发生器101和一个导电结构106设定为一组。针对每一组，当励磁线圈104采用图2(a)所示的结构时，该组的励磁线圈104的第二端2可通过一个单导线105连接该组的导电结构106的一端；当励磁线圈104采用图2(b)所示的结构时，该组的励磁线圈104的第二端2通过一个单导线105连接该组的导电结构106的一端，第四端4接地。

可选地，也可将一个励磁线圈104、一个信号发生器101和多个导电结构106设定为一组。针对每一组，当励磁线圈104采用图2(a)所示的结构时，该组的励磁线圈104的第二端2可分别通过多个单导线105与该组的多个导电结构106的一端连接；当励磁线圈104采用图2(b)所示的结构时，该组的励磁线圈104的第二端2分别通过多个单导线105连接该组的多个导电结构106的一端，第四端4接地，或者，该组的励磁线圈104的第二端2可通过一个或多个单导线105一一对应连接一个或多个导电结构106的一端，励磁线圈104的第四端4可通过一个或多个单导线105一一对应连接一个或多个导电结构106的一端。

图5是本发明实施例的水处理系统的结构框图。

如图5所示，水处理系统300包括待水传输部件107和上述实施例的水处理装置100。

本发明实施例的水处理装置和水处理系统，通过信号发生器101输出交变的目标信号至励磁线圈104，在励磁线圈104产生电磁信号，电磁信号接入置于水传输部件107内的导电结构106，以在水传输部件107内部感生电磁场。由此，可产生直接作用于水传输部件107内部介质的高频高压电势，解决水传输部件107对磁场带来的屏蔽能量损失，提高阻垢除垢效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种水处理装置，其特征在于，所述装置包括：信号发生器、励磁线圈、导电结构，所述信号发生器与所述励磁线圈电连接，所述励磁线圈与所述导电结构电连接；

其中，所述信号发生器输出交变的目标信号至所述励磁线圈，在所述励磁线圈产生电磁信号，所述电磁信号接入所述导电结构，所述导电结构作用于需要防垢除垢的水传输部件，以使所述水传输部件内部感生电磁场进而电磁防垢除垢。

2.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，所述导电结构直接置于水传输部件内，且与所述水传输部件绝缘；

所述励磁线圈至少具有三个接线端，分别记为第一端、第二端和第三端，所述信号发生器与所述励磁线圈的第一端和第三端电连接，所述励磁线圈的第二端与所述导电结构电连接。

3.根据权利要求2所述的水处理装置，其特征在于，所述装置还包括支架组件，所述支架组件置于所述水传输部件内，并与所述导电结构机械连接，以将所述导电结构架设在所述水传输部件内。

4.根据权利要求3所述的水处理装置，其特征在于，所述支架组件包括支架和内衬绝缘层，所述支架包括相对设置的第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部与所述第二支撑部之间形成架设区，所述内衬绝缘层沿所述水传输部件的液体传输方向设置，并包裹在所述第一支撑部和所述第二支撑部上，其中，所述导电结构置于所述架设区，并分别与所述第一支撑部和所述第二支撑部机械连接。

5.根据权利要求4所述的水处理装置，其特征在于，所述第一支撑部和所述第二支撑部的结构相同，所述第一支撑部包括多个杆件，多个所述杆件的一端汇集成一点，记为汇集点，多个所述杆件关于所述汇集点呈中心对称分布，其中，所述导电结构机械连接在所述第一支撑部和所述第二支撑部的汇集点之间。

6.根据权利要求4或5所述的水处理装置，其特征在于，所述导电结构包括电极棒，所述电极棒的一端与所述第一支撑部机械连接，所述电极棒的另一端与所述第二支撑部机械连接。

7.根据权利要求2所述的水处理装置，其特征在于，所述励磁线圈包括一个线圈，记为第一线圈，所述第一线圈的两端分别为所述第一端和所述第二端，所述第一端和所述第二端之间引出有所述第三端，其中，所述第一端与所述第三端之间的线圈匝数、所述第二端与所述第三端子之间的线圈匝数均大于0。

8.根据权利要求2所述的水处理装置，其特征在于，所述励磁线圈包括两个线圈，分别记为第二线圈和第三线圈，所述第二线圈的两端分别为所述第一端和所述第三端，所述第三线圈的一端为所述第二端，所述第三线圈的另一端记为第四端；

其中，所述第四端接地，或者，所述导电结构的数量为两个，所述第二端和所述第四端分别对应电连接一个所述导电结构。

9.根据权利要求7所述的水处理装置，其特征在于，所述导电结构的数量为多个，多个所述导电结构均与所述励磁线圈的第二端电连接。

10.根据权利要求7所述的水处理装置，其特征在于，所述导电结构、所述励磁线圈和所述信号发生器的数量均为多个，且所述励磁线圈和所述信号发生器一一对应，每个所述信号发生器与对应励磁线圈的第一端和第三端电连接，每个所述励磁线圈的第二端与一个或多个导电结构电连接。

11.一种水处理系统，其特征在于，所述系统包括水传输部件和根据权利要求1-10中任一项所述的水处理装置。

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